工学毕业设计10kv干式变压器设计.docx

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1、摘要IAbstract . II第1章概述11.1干式变压器的发展及前景11.2干式变压器的应用场合21.3干式变压器的分类21.4冷却方式及其标志31.5温升限值及参考温度31.6绝缘水平41.7干式变压器的过载能力41.8干式变压器的防护方式51.9干式变压器的环保标准5第2章设计要点62.1铁心相关计算62.1.1铁心直径的选择62.1.2铁心的空间填充系数62.1.3铁心叠片系数72.1.4铁辄截面和形状的选择72.1.5 其它82.2高低压绕组匝数的计算82.2.1初算每匝电压8222低压绕组匝数的计算92.2.3磁通密度和磁通的计算92.2.4高压绕组匝数的计算102.2.5电压比

2、校核102.3绕组相关尺寸和铜重的计算112.4关于H级干式变压器的绝缘结构122.4.1 概述122.4.2关于NOMEX纸的技术性能122.4.3用NOMEX纸做原料的H级干式变压器142.5温升计算142.5.1开敞通风式干式变压器的温升计算原则152.5.2有关参数的补充说明18第3章10KV干式变压器的设计计算193技术参数193.2铁心直径及绕组匝数193.3绕组计算203.4铁心柱心距及线圈的径向尺寸203.5阻抗计算213.6铁心重量及损耗计算213.7空载电流计算223.8温升计算22第4章需要探讨的一些问题254.1 H级干变和环氧浇注干变的比较254.2电流密度的选择26

3、4.3关于温升284.4关于容量294.5关于联结法294.6低温的使用环境294.7噪声和发热问题的控制304.8合理利用干式变压器的过载能力来节省投资30参考文献32结束语33附录A低压引线图附录B高压引线图10KV干式变压器的设计摘 要：我国U前常用的干式配电变压器主要是F级绝缘的环氧树脂浇注型或缠绕 型 的产品，最近，国内推出一种采用NOMEX绝缘纸作绝缘的H级绝缘干式变压器。通过F1 级耐火能力、E2级环境适应能力和承受C2级热冲击能力试验，证明它具有良好的电气性 能、机械性能和较高的耐热等级，并且是一种安全性好的环保产品，能在多种恶劣的环境 下运行，值得推广使用。还介绍了用NOME

4、X纸制造H级绝缘非包封绕组干式电力变压器 的技术性能特点、并就其制造成本与树脂浇注干式变压器进行了对比分析。关键词：H级干式变压器；特点；分析；The design of lOkv class H dry-type transformerAbstract： The dry-type transformer most in use in China is class F insulated enca psulated- winding type , Recently , the class H Nomex-paper-insulated dry-type transformer appears

5、on china market , whose outstanding elect romechanical performance , he at resistance , safety , environment protecting capability and compatibility are validated through class Fl fire-resistant test , class E2 environment compatibility test and class C2thermal impulse test , As a result, it is wort

6、h spreading , The technical characteristic sof the class no-encapsulated-winding dry-type power transformer with NOMEX paper are introduced , Its cost is compared with the cast-resin dry-type transformer.Key words: class H dry-type transformer； features ； analysis ；第1章概述1.1干式变压器的发展及前景自新中国成立以来，尤其是改革开

7、放后，我国的电力工业取得了突飞猛进的发展。迄今， 我国的总装机容量与年发点量都巳越居世界前列，成了名副其实的“电力大国”。但是，由于 我国人口众多，按人均的装机容量和年用电量方面，仍处于发展中国家的中等水平。今后，随 着我国在新世纪中国民经济全面迈向小康水平，电力工业必将取得更 快的发展。众所周知，变压器是电力系统中的一个极其重要的设备，无论是发电厂、变电所、输配电 网络还是广大的用户以及国民经济的各个部门，都使用着各式各样的变压器。据统计，每增加 lkw的发电装机容量，就需要配套6-8KVA的变压器，可见，随着国民经 济的高速发展，对变 压器的需求量还将不断增加。当今世界范圉内电力变压器以油

8、浸式变压器（即绝缘介质使用矿物油）为主，尤其在电压 等级超过66kV时，儿乎全部采用这类产品。因为油浸式变压器具有散热好、成本低、容易制 造、技术成熟等特点，最重要的一点是，用于高电压等级时油浸式变压器的绝缘性能是其他类 型的变庄器无法比拟的。但是在人们工作和生活的重要区域，如地铁、矿井、商业中心、机场、 高层建筑、码头和电厂等地，采用油浸式变压器供电则非常不安全。因为油浸式变压器一旦出 现内部故障，极易引燃变压器油，产生爆炸，导致变压器油外溢和飞溅，进而引发更大的事故。 正因如此，具有防火、难燃等特点的干式变压器就成为城市供电的首选产品。干式变庄器，在GB6450标准中定义为学心和线圈不浸在

9、绝缘液体中的变压器”。山于 不用液体来绝缘且采用阻燃材料，因而难燃；同时，因产品铁心和线圈的外露，使维护和检修 变得更加方便。因此，许多国家明确规定在重要场所必须采用干式变压器供电。干式变压器在世界范圉内得到迅速发展，是要追溯到20世纪中后期。1964年，第一台环 氧树脂浇注的干式变压器在德国诞生，这种干式变压器易于批量生产，与早期的浸渍干式变庄 器比较，优点明显，尤其是机械强度高，质量稳定性好，故很快推广应用开来。80年代末期， 干式变压器从外国进入中国，至今每年以超过20%的增长率迅猛发展。随着城市电网用电负荷 的逐渐增加，城网变电站深入城区和居民区越来越多，干式变压器便得到了广泛的应用，

10、在不 断的需求中，干式变压器本身也得到了巨大的发展。1989年我国第二次城网改造会议时，国内 干式变压器年产量只有2 000MVA，到1995年发 展到6 000 MVA , 2000年巳达到17 000 MVA , 占配电变压器产量的19%。从世界各国干式变压器的发展状况去看，其产量及使用范围逐渐扩 大。在美国，干式变压器巳成为变配电变压器主体，成套变电站中干式变压器占80 % 90 %o 因为干式变压器具有诸多的优点，越来越多地被应用于高层建筑及商业中心、石油、化工等对 防火与安全有更高要求的部门。我们相信在中国加入WTO之后，随着开放程度的进一步提高，干式变压器 领域将出现更为广阔的市场

11、空间和未来。1.2干式变压器的应用场合干式电力变压器的选用，应根据负荷状况、工程特点、场所环境、发展规划等因素，合理 确定容量和台数。(1) 在防火要求较高的场所、人员密集的重要建筑物内(如地铁、高层建筑、剧院、商 场、候机大楼等)和企业主体车间的无油化配电装置中(如电厂、钢厂、石化等)，应选用干式 电力变压器。(2) 当场地较小时，如果技术经济指标合理，应选用干式电力变压器。(3) 初期投资和油浸电力变压器附设的排油设施、防爆隔墙、废油处理，以及运行维护 和损耗等费用，经技术经济比较合理时，宜选用干式电力变压器。(4) 与居民住宅连体的和无独立变压器室的配电站，宜选用干式电力变压器。(5)

12、难以解决油浸电力变压器事故排油造成环境污染的场所，可选用干式电力变压器。(6) 在与重要建筑物防火间距不够的户外箱式变电站内，可选用干式电力变压器。1.3干式变压器的分类干式变压器按绕组、外壳和绝缘材料的温度等级进行分类。(1) 按绕组分类：分为包封绕组的干式变压器和非包封绕组的干式变压器二类。有一个或儿个绕组用固体绝缘包封起来的干式变庄器称为包封绕组的干式变庄器。任何绕组 均没有用固体绝缘包封起来的干式变压器称为非包封绕组的干式变压器。(2) 按外壳分类：分为密封型、全封闭型、封闭型和非封闭型干式变压器四类。密封型 干式变压器，带有密封型保护外壳，壳内充以空气或某种气体。其外壳的密封性能使壳

13、内外 的气体不发生交换。全封闭型干式变压器，带有全封闭型外壳，壳内外的空气能够发生交换，但外界空气不能以 循环方式冷却铁心和绕组。封闭型干式变压器，带有封闭型外壳，外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组。非封闭型干式变压器，不带外壳，外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组。(3) 按绝缘材料的温度等级分类：分为A级、E级、B级、F级、H级、C级绝缘干式变 压器。目前，常见的是B级、F级、H级干式变压器。下表列出了各温度等级绝缘材料的最高允许温度:表1 1各温度等级绝缘材料的最高允许温度温度等级AEBFHC最高允许温度C1051201301551802201.4冷却方式及其标志干式变压器的冷却介质为

14、空气或其他某种气体（例如氮气），冷却介质的循环方式有自然 循环和强迫循环二种。前者称为自冷式，后者称为风冷式。通常用二个字母表示冷却方式。第 一个字母表示冷却介质，第二个字母表示冷却介质的循环方式。冷却介质为空气时，用字母A 表示；冷却介质为其他气体时，用字母G表示。冷却介质自然循 环时，用字母N表示；冷却 介质强迫循环时，用字母F表示。（1）对于非封闭型和封闭型干式变压器来说，外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组。 绕组和铁心的冷却方式完全能够反映这二种干式变压器的冷却方式，所以只用二个字母来表示 冷却方式。自冷时用AN表示，风冷时用AF来表示。（2）对于全封闭型和密封型干式变压器来说，外界

15、空气不能以循环方式冷却铁心和绕组。 壳内外的冷却介质及其循环方式可能相同，也可能不同，必须分别标志壳内外的冷却方式。通 常用4个字母来标志这两种干式变压器的冷却方式。前2个字母表示壳内绕组和铁心的冷却方 式，后2个字母标志外科的冷却方式。当某一干式变压器有二种冷却方式时，可用这二个冷却方式标志中间加斜线的方法 来标 志，例如：AF/ANo1.5温升限值及参考温度干式变庄器绕组的温升限值取决与绝缘的温度等级。负载损耗、阻抗电压、短路阻抗的参 考温度等于绕组的温升限值加上20C。表1-2列出了在正常使用条件下运行的干 式变压器绕 组绝缘的温度限值。从调研中得出，运行温度限值每超过额定值10C，变压

16、 器使用寿命降低一 半，不论运行环境温度的变化如何，铭牌容量的1. 5倍为该台变压器的应急容量极限绕组温度 超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变庄器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的 运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。冷却风机的自动控制、超温报警、跳闸系统、温 度显示系统，必须灵敬、准确、可靠动作，才能对于式变压器的运行状态、故障状况作出正确 的判断，以便及时处理。表1 2各类绕组绝缘温度限值绝缘的温度等级AEBFHC绕组温升限值（K）607580100125150性能参考温度（C）8095100120145170干式变压器的正常使用条件主要是指：（1）海拔不超过1000m；（2

17、）最高气温不超过40C，最高日平均气温不超过30C，最高年平均气温不超过20Co当冷却空气的温度某一项超过上列限值但不超过10K时，超过部分以5K为一级，绕组温 升限值每级降低5K。当海拔超过1000m时，超过部分以500m为一级，自冷干式变压 器绕组 温升限值每级降低2.5%，风冷干式变压器绕组温升限值每级降低5%。1.6绝缘水平用于一般配电网络或工业系统的干式变压器，其绝缘水平应符合下表1-3的规定。表绝缘水平电压等级（KV）工频耐受电压（有效值）（KV）雷电冲击电压（峰值）（KV）III壬13310204062040601028607515387595205095125357014517

18、0表中雷电冲击耐受电压有系列I和系列II二种。可按干式变压器遭受雷电过电压和操作过电压的程度，中性点接地方式和过电压保护装置的型式来选择，通常山用户来提出。当干式变压器安装地点的海拔高度超过1000m，但不超过3000m时，超过1000m的部分以 每500m为一级，干式变压器工频耐受电压每级增加6.25%o1.7干式变压器的过载能力干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况、变压器的绝缘散热情况和发热 时间常数等有关。因此，从运行经济安全可幕方面，可以从以下两点考虑。（1）减少备用容量或台数：在某些场所，对变压器的备用系数要求较高，使得工程选配的变压器容量大、台数多。而利用干式变压器的过

19、载能力，在考虑其备用容量和备用台数时可 以减少。变压器处于过载运行时，一定要注意:监测其运行温度：若温度超 过允许温升限值即 应采取减载措施，减去一些次要负荷，以确保对主要负荷的安全供电。(2)可适当减小变压器容量：充分考虑某些设备短时冲击过负荷的可能性，尽量利用干 式变庄器的较强过载能力而减小变压器容量；对某些不均匀负荷的场所，可充分利用其过载能 力，适当减小变压器容量，使其主运行时间处于满载或短时过载。1.8干式变压器的防护方式根据使用环境特征及防护要求，千式变庄器可选择不同的外壳。通常选用IP20防护外 壳，可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶

20、性故障，为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外，则可选用IP23防护外壳，除 上述IP20防护功能外，更可防止与垂直线成60。角以内的水滴入。但IP231-壳会使变压器 冷却能力下降，选用时要注意其运行容量的降低。1.9干式变压器的环保标准国家环保局在广泛调研、论证、征求意见的基础上，于2004年1月19日发布并开始实 施干式变庄器的环保标准HBC212004环保标志产品认证技术要求一一干式电力变 压 器。该标准就成为变压器行业的第一部环保法典，激励和约束变压器产品朝着“节能、低 噪、少维护、高可靠、易于回收处理”的方向发展。该标准提出三方面基本要求：(1) 变压器品质方面：必须满足G

21、B/T10228和GB6450变压器质量标准。(2) 变压器制造企业环保方面：企业污染物排放满足相应国家和地方法规标准。(3) 该标准对变压器产品本身的环境指标做出严格规定，进一步从变庄器损耗、噪音、局部 放电、废置产品回收特性等四个方面提出了具体的达到环保标志产品要求。针对环保标志产品回收特性的要求，标准规定：产品应易于拆解，产品中金属材料与非金 属材料应易于分离。申请者应证明这种分离设施H前是广泛存在的，同时必须为 废弃的产品 建立回收系统或必须与目前设立的回收系统相结合。第2章设计要点2.1铁心相关计算铁心柱直径是变压器的最基本的参数，因为铁心的大小一旦确定，也就决定了绕组的内 径以及原

22、、副绕组的匝数，从而影响到整个变压器的尺寸和各主要性能参数。它的正确选定 还涉及到变庄器材料消耗的铜铁比，是影响优化设讣的重要因素。2.1.1铁心直径的选择选择铁心直径的方法是较多的，如按照容量、短路阻抗、损耗值等，这些在有关书籍 （如电机设计）中均有介绍，但这些公式使用起来都比较复杂。我国LI前在设计时，一般均 在综合考虑上述因素之后，采用下面的半经验公式来讣算铁心直径，BIJ：D = Kd 皈（2-1）式中D铁心直径， mm：KD铁心直径经验系数，它的取值可参见表2-1；Sz 变压器的每柱容量，KVAo上式表明，对绝缘等级相同，结构相似的变压器，其铁心直径与每柱容量的1/4次方成比 例。这

23、种关系也与一般电机设计的规律相同。表2 1铁心直径的经验系数K。值变压器类别三相双绕组三相三绕组单相双绕组单相三绕组自耦变压器铝绕组50-5448-5250-5448-5248-52铜绕组53-5751-5553-5751-5551-55从表中可知：Ko值与结构形式有关，在一般惜况下，就Ko值本身而言，具有铜线大 于铝线，双绕组大于三绕组等特点。根据我国以往的中小型变压器的统一设计，对双绕组铝线一般取=52；对双绕组铜 线取Ko =55。但是随着技术的进步，心的取值也在不段变化。例如对铜线双绕组的配电变 压器有的厂家建议平均可取Ko =52.5，这样可交好地节省硅钢片。所以表2-1中所 推荐的

24、心 值也并非一成不变的，在设计时还应根据产品的发展、材料的价格以及各厂的具体条件来选 择最优的心值。2.1.2铁心的空间填充系数山于一般变压器的铁心都是采用薄硅钢片迭成的圆内多级矩形截面。显然，当多级矩 形的级数愈多时，则它的截面愈接近圆面积。通常把多级矩形的儿何截面积与圆面积 之比成为铁心的空间填充系数，即：Ksf=（铁心的实际儿何面积/铁心外接圆面积）v 1（2-2）当铁心级数愈多时，则填充系数愈高，这就意味着空间利用效果较好，漏磁也较少。但 是， 随着级数的增加，则铁心的冲剪、叠片等的工时都大为增加。所以铁心的级数要选 择恰当， 总的原则是直径愈大则级数愈多，一般为5-14级（1/4圆内

25、级数）。铁心级数与填充系数的关 系见表2-2，从此表看出，当级数在9级以上时，填充系数增加不多。口前 采用的铁心直径与级数范圉见表2-3。表22铁心级数与填充系数的关系级数13456789101112131415填充系数.637.787.851.866.908.923.934.942.948.953.955.958.961.967.969表23铁心级数与铁心直径的关系铁心直径D（mm）809095120125195200225230240245265270290400560580680700980980以上级数56789101112131415以上2.1.3铁心叠片系数111于硅钢片表面的平整

26、度、绝缘涂层疗度等的影响，使得硅钢片实际通过磁力线的 净 截面（有效截面）与其儿何截面（毛截面）并不相等，它们之间的关系，常引用叠片 系数陶 的概念来表示，其定义为：k,=（通过磁力线的铁心净截耐铁心的儿何截面）v 1（2-3）在一般情况下，的值与硅钢片的平整度、绝缘层厚度以及铁心的绑扎程度、夹紧方式等有关。以往采用热轧硅钢片时，卷的值很少有超过0.93的，在采用冷轧硅钢片后，它的值提高到0.93- 0.95,目前由于硅钢片的质量不断提高，铁心加工、绑扎工艺的不断改进，使得的值，巳可取 到0.96-0.975,棋至更高的值。2.1.4铁觇截面和形状的选择铁辄的截面形状有外接圆多级矩形、矩形、正

27、T形、正多级T形、倒T形、倒多级T形 以及多级椭圆形截面等，对于大、中容量以及大多数小容量变压器，为了使磁通分布均匀以 及化简工艺，铁轨和铁心一样，也都采用外接圆多级矩形，这时二者的截面积取得一致。2.1.5其它铁心的绑扎，B级干式变压器通常用环氧玻璃粘带或者其它B级绑扎材料；H级干式变 压器通常用聚胺-酰亚胺玻璃纤维绑扎带或其它H级材料绑扎。铁辄的夹紧，通常是考夹件和用不导磁钢板制成的拉带通过螺栓来实现的。心柱绑扎结构的扎紧力一般不低于4.9-8.S N/c/n2。铁辘螺栓的夹紧力一般不低于6.9-8.8 N/c/?r。为了铁心散热通畅，铁心外的绝缘筒或绕组内径至铁心外接圆的距离通常不低于1

28、5mmo 为了固定绝缘筒或内部绕组，通常采用四个撑板，分别布置在主级和小级叠片组的外侧。2.2高低压绕组匝数的计算2.2.1初算每匝电压-e, = 4MfB,nA-(2-4)式中J算的每匝电压，W匝；B.n 初选的铁心磁密，T；A：-铁心的有效截面积，c皿；f工频，Hz。从上式可以看出，当铁心截面一旦确定后，每匝电势的大小主要决定于所选择的最大磁 密8”。而在设计时的最大磁密值3, ”的选择是一项比较复朵的问题，它涉及到铁心材料的特 性、材料的用量、运行损耗和发热、电势波形、噪声以及正常和故障运行方式的要求等多方面 的因素。下表2-4和2-5给出了干式变压器磁通密度和电流密度的选择。表2 4干

29、式变压器磁通密度的选择铁心材料绝缘耐热等级磁通密度(3，”)T冷轧硅钢片B1.40-1.55H1.50-1.65热轧硅钢片B1.20-1.35H1.30-1.45表2 5干式变压器电流密度的选择绕组材料绝缘耐热等级电流密度（A/肿）内绕组外绕组铜导线BH1.4- 2.12.4- 3.62-32.8-4.3铝导线BH1.0-1.51.5-2.11.6-2J1.8-2.3222低压绕组匝数的计算山于低压绕组没有分接，一般根据低压侧相电压及初算的每匝电压，可初算出低压绕组匝数“2,即”2 二仝”，匝（2-5）由上式计算出并取整后，即得低压绕组匝数昭。第二步，曲于低压绕组匝数是从W2凑成J%的，所以每

30、匝电压有了变化，应再按下式重算一次，才能得出实际的压弓匝(2-6)用上式重新计算耳值时，必须计算至小数点后三位有效数字。这主要为了使耳具有较精确的 值，以便下一步计算出的高压绕组匝数能符合电压比较核时的要求。2.2.3磁通密度和磁通的计算当正式的每匝电压确定后，即可最终确定磁通和磁密。山下式可计算出磁密，即当工频/为50Hz时，有：（2-7）再由(2-8) 厂久A： , Wb加=452.2.4高压绕组匝数的计算山于高压绕组往往带有5%或更多的分接头，所以要对各分接位置的匝数分别进行计 算，其一般步骤为：(1) 先计算出额定相电庄及各分接位置时的相电压；(2) 按下式求出高压绕组最小分接位置时的

31、匝数叱即VV；二空1凑成整数匝肥(2-9)e.式中U 高压绕组最小分接位置时的相电压，V； 按式(2-6)算出的每匝电压。(3) 计算求得5%分接间相电压的差值U,；(4) 按下式计算分接间匝数即W； =S T凑成整数匝(2-10)7 e.(5) 讣算高压绕组各分接位置时的匝数。对于一般只带5%分接头的变压器，可直接按下式进行计算：最小分接位置时的匝数巴额定分接位置时的匝数(2-11)最大分接位置时的匝数但是，应当指出，上述高压各分接位置时的匝数，需要在电压 比较核后才可能最后确定。2.2.5电压比较核众所周知，根据变压器并联运行的要求，对并联运行的变压器之间的变比偏差要求是 极严格的。为此，

32、在设汁时对计算出的高低压绕组匝数必须进行较严格的电压比较核。国 家标准中所规定的电压比的容许偏差如表2-6所示。但考虑到制造和试验的偏差，因此在 设计计算时的电压比容许偏差应比规定值小一半，以保留一定的裕度。表2 6GB 1094.1所规定的电压比容许偏差电压比的容许偏差适用范围取下列二值中较小者1) 规定电压比的0.5%2) 实际阻抗百分数的1/10*主分接按协议，但不低于上述1)、2)中的较小者英他分接注*由于自耦变压器及增压变压器的阻抗较小因而会产生更小的偏差，故2）项不能适用通常，电压比较核可按下列程序进行：（1）额定分接时电压比较核，即1 匚 1；注 0.25% %式中%额定相电压；

33、%计算的相电压。而uA=efwN式中比、，一一额定分接时的匝数。（2）最大及最小分接下的电压比较核：u _u1）最大分接：上0.25%U U；2）最小分接：, J R 20. 8%,因 此，其阻燃性能要优越于环氧树脂与PET薄膜。2.4.3用NOMEX纸做原料的H级干式变压器（1）真空压力浸渍式（VPI）VPI H级干式变压器是在原有的浸渍式干式变压器的基础上发展起来的，山于采用了全 新的真空压力浸渍工艺，大大增加了产品的防潮性能与耐电强度。这种变压器一般做成开敞 通风式（OVDT）结构，通风散热情况较好。山于采用C级（220X2绝缘系统）的NOMEX 纸来制造H级（180X2绝缘系统）的干式

34、变压器，使得这种变压器具有约20%的过 载热裕 度，因而过载能力很强。再加上NOMEX纸在防火、防潮、环保、安全方面所具有的诸多优 点，大大提高了其技术性能。目前，OVDT式VPI H级干式变压器在世界上 巳得到了广泛应 用。OVDT式VPI H级干式变压器有如下主要特点。1）高压线圈可以是饼式、层式等多种结构。2）线圈为开敞通风式，散热情况良好，热点温升与平均温升间的差值小，有助于长期过 载能力的提高与耐受热冲击负荷。3）依靠良好的真空压力浸渍工艺，可保证其优质的防潮性能以及较低的局放值。4）为降低突发短路时的冲击短路电流，线圈参数可设计为低X / R结构。（2）真空压力浸渍包封式（VPE或

35、VDT）为了提高VPI变压器的环保与防潮性能，在真 空压力浸渍后，再用涂有硅树脂漆（或聚脂 漆）的NOMEX纸加以包封，就形成了 VPEH级 干式变压器。VPEH级干式变压器基本结 构与VPI OVDT式基本相同，绝缘材料也都是 220C的绝缘系统，不同的是前者防潮性能极好，且最高可容许到250C温度下运行。2.5温升计算无论是油浸式变压器还是干式变压器，它们在运行的过程中，山于有铁耗和铜耗的存在， 这些损耗都将转化成热能而向外发散，从而引起变压器不段发热和温度升高。具体而言，铁耗和铜耗所产生的热量将首先使铁心和绕组的温度逐步升高。最初，温度上升很快，但随着铁心和绕组温度的饿高，它们对周围的冷

36、却介质（如油或者空气） 就有一定的温度差（乂叫温差或温升），这时绕组及铁心就将一部分热量传到周围的介质中去， 从而使周围的介质温度升高，此时，山于绕组及铁心有一部分热传给周围介质，故本身温度上 升将逐渐缓慢。经过一段时间后，绕组及铁心温度最终达到稳定状态，而再不升高，这时绕组 和铁心继续产生的热量将全部散到周RI介质中去。这就叫做热平衡 状态。上述过程是受“传 热学”的规律所决定的。总的来说，干式变压器的温升讣算其理论基础与处理方法与油浸式是基本相同的。只不 过走味对流散热的介质不是油，而是空气。另外一个特点就是干式变压器没有油箱，并且由于 干变的类型很多，结构各异。所以干变的温升计算更为繁杂

37、。许多计算方法是属于专利技 术，不可能公开发表。因此，这里的计算方法只是一些通用的经验或者法则，也是属于一些基 础性的介绍。2.5.1开敞通风式干式变压器的温升计算原则开敞通风式干变（OVDT）的结构和象一个没有油箱的油浸式变压器的器身。但冷却介质 为空气，主要依靠辐射和对流来散热。其温升计算的原则为：（1）不考虑发热体之间的热交换时的温升计算 铁心及内、外绕组的温升计算式。铁心以及内、外绕组三者都有损耗，因而可认为是三个独立的发热体，当不考虑它们之间 的相互热交换时，起温升计算式为：r（）= （0.34 0 36 府升二（0.340.36）匚 耳二（0.340.36（2-16）府式中r0, 6, r,铁心以及内、外绕组的温升，K：S）,如，彳2铁心以及内、外绕组的单位热负荷，W/皿 铁心以及内、外绕组的单位表面热负荷的讣算。（当内、外绕组均为圆筒式绕组式中仇，片,？2一铁心及内、外绕组的损耗，W：S,禹_铁心及外绕组露在外面的散热面，加2：工S。，工Sl, %2_铁心及内、外绕组被遮蔽的散热面，加2；%, J,虬一一铁心及内、外绕组被